1.31. Архітектура та управління com-портом. Призначення регістрів.

Последовательный интерфейс для передачи данных использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом последовательно. Отсюда название интерфейса и порта.

Последовательная передача данных может осуществляться в асинхронном или синхронном режимах. При асинхронной передаче каждому байту предшествует старт-бит, сигнализирующий приемнику о начале посылки, за которым следуют биты данных и, возможно, бит паритета (четности). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий паузу между посылкам. Старт-бит следующего байта посылается в любой момент после стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логический 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной скорости обмена.

Рис. 2.1. Формат асинхронной передачи

Формат асинхронной посылки позволяет выявлять возможные ошибки передачи.

В бодах принято измерять частоту изменения состояния линии, а при недвоичном способе кодирования (широко применяемом в современных модемах) в канале связи скорости передачи бит (бит/с).

Асинхронный обмен в PC реализуется с помощью СОМ-порта с использованием протокола RS-232C.

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные (О ОД – оконечное оборудование данных или АПД - аппаратура передачи данных; DTE - Data Terminal Equipment), к оконечной аппаратуре каналов данных (АКД', DCE - Data Communication Equipment). В роли АПД может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. В роли АКД обычно выступает модем. Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД.

Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разъемов. В стандарте предусмотрены асинхронный и синхронный режимы обмена, но СОМ-порты поддерживают только асинхронный режим.

СОМ-порты чаще всего применяют для подключения манипуляторов (мышь, трекбол). Питание манипуляторов производится от интерфейса. Каждое событие - перемещение мыши или нажатие-отпускание кнопки – кодируется двоичной посылкой по интерфейсу RS-232C.

Также СОМ-порты используются для подключения внешних устройств; связи двух компьютеров, удаленных друг от друга на небольшое расстояние; для подключения электронных ключей (Security Devices), предназначенных для защиты от нелицензированного использования ПО. СОМ-порт используют для беспроводных коммуникаций с применением излучателей и приемников инфракрасного диапазона - IR (Infra Red) Connection.

1.32. Архітектура та управління lpt – портом в режимах ecp epp.

Параллельные интерфейсы хар-ся тем, что в них для передачи бит в слове использ отдельные сигнальные линии, и биты передаются одновременно. Паралл интерфейсы используют логич уровни ТТЛ (транзисторно-транзисторной логики), что ограничивает длину кабеля из-за невысокой помехозащищенности ТТЛ-интерфейса. Паралл интерфейсы используют для подключения принтеров. Передача данных может быть как однонаправленной, так и двунаправленной. Иногда паралл интерфейс используют для связи между двумя компьютерами - получается сеть (LapLink).

LPT-порт (Line PrinTer - построчный принтер) - порт паралл интерфейса. Хотя сейчас через этот порт подключаются не только построчные принтеры, название "LPT" осталось.

Адаптер паралл интерфейса представл собой набор регистров, расположенных в простр-ве вв/выв. Регистры порта адресуются относительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являются 3BCh, 378h и 278h. Порт может использовать линию запроса аппаратного прерывания, обычно IRQ7 или IRQ5. Порт имеет внешнюю 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов.

BIOS поддерживает до четырех (иногда до трех) LPT-портов (LPT1-LPT4) своим сервисом - прерыванием INT 17h, обеспечивающим через них связь с принтером.. Этим сервисом BIOS осуществляет вывод символа (по опросу готовности, не используя аппаратных прерываний), инициализацию интерфейса и принтера, а также опрос состояния принтера.

Стандартный порт имеет три 8-битных регистра, расположенных по соседним адресам в пространстве ввода/вывода, начиная с базового адреса порта (BASE). - Data Register (DR)- регистр данных., Status Register (SR) - регистр состояния; регистр управления (CR).

Стандарт на параллельный интерфейс IEEE 1284, принятый в 1994 году, определяет порты SPP, ЕРР и ЕСР. Стандарт определяет 5 режимов обмена данными, метод согласования режима, физический и электрический интерфейсы.

Режим ЕРР (Enhanced Parallel Port) (EPP Mode) - двунаправленный обмен данными. Управляющие сигналы интерфейса генерируются аппаратно во время цикла обращения к порту. Эффективен при работе с устройствами внешней памяти и адаптерами локальных сетей.

Режим ЕСР (Extended Capability Port) (ECP Mode) - двунаправленный обмен данными с возможностью аппаратного сжатия данных по методу RLE (Run Length Encoding) и использования FIFO-буферов и DMA. Управляющие сигналы интерфейса генерируются аппаратно. Эффективен для принтеров и сканеров.

В компьютерах с LPT-портом на системной плате режим - SPP, ЕРР, ЕСР или их комбинация - задается в BIOS Setup. Протокол ЕРР (Enhanced Parallel Port - улучшенный параллельный порт) был разработан компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems задолго до принятия IEEE 1284. Он предназначен для повышения производительности обмена по параллельному порту.

Протокол ЕРР обеспечивает четыре типа циклов обмена:

- запись данных;

- чтение данных;

- запись адреса;

- чтение адреса.

Важной чертой ЕРР является то, что обращение процесора к ПУ осуществляется в реальном времени - нет буферизации.

Протокол ЕСР (Extended Capability Port - порт с расширенными возможностями) был предложен Hewlett Packard и Microsoft для связи с ПУ типа принтеров или сканеров. Как и ЕРР, данный протокол обеспечивает высокопроизводительный двунаправленный обмен данными хоста с ПУ.

Протокол ЕСР в обоих направлениях обеспечивает два типа циклов:

- циклы записи и чтения данных;

- командные циклы записи и чтения.

Протокол ЕСР обеспечивает

- компрессию данных хост-адаптером по методу RLE;

- буферизацию FIFO для прямого и обратного каналов;

- применение DMA и программного ввода/вывода.